Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Правильное название этой статьи - Бензо [ а ] пирен . Замена любых скобок обусловлена техническими ограничениями .
Бензо [ а ] пирен
Бензо [а] пирен
Бензо (а) пирен-из-xtal-3D-bs-17.png
Бензо (а) пирен-from-xtal-3D-sf.png
Имена
Предпочтительное название IUPAC
бензо [ pqr ] тетрафен [1]
Систематическое название ИЮПАК
бензо [ а ] пирен
Другие имена
бенз [ a ] пирен
3,4-бензпирен
3,4-бензопирен
3,4-бенз [ a ] пирен
3,4-бензо [ a ] пирен
пентацикло [10.6.2.0 2,7 .0 9,19 .0 16, 20 ] икоса-1,3,5,7,9,11,13,15,17,19-декаен [ необходима ссылка ]
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.000.026 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 200-028-5
КЕГГ
Номер RTECS
  • DJ3675000
UNII
Номер ООН3077, 3082
Характеристики
С 20 Ч 12
Молярная масса252,316  г · моль -1
Плотность1,24 г / см 3 (25 ° C)
Температура плавления179 [2]  ° С (354 ° F, 452 К)
Точка кипения 495 ° С (923 ° F, 768 К)
От 0,2 до 6,2 мкг / л
-135,7 · 10 −6 см 3 / моль
Опасности [3]
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHSОпасность
Формулировки опасности GHS
H317 , H340 , H350 , H360 , H400 , H410
Меры предосторожности GHS
Р201 , Р202 , Р261 , P272 , P273 , P280 , P281 , P302 + 352 , P308 + 313 , P321 , P333 + 313 , P363 , P391 , P405 , P501
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Бензо [ a ] пирен представляет собой полициклический ароматический углеводород и является результатом неполного сгорания органических веществ при температурах от 300 ° C (572 ° F) до 600 ° C (1112 ° F). Вездесущее соединение можно найти в каменноугольной смоле, табачном дыме и многих пищевых продуктах, особенно в мясе на гриле. Вещество с формулой C 20 H 12 представляет собой один из бензопиренов , образованных бензольным кольцом, конденсированным с пиреном . Его метаболиты диолэпоксида (более известные как BPDE) реагируют и связываются с ДНК, что приводит к мутациям и, в конечном итоге, к раку. Он внесен в список группы канцероген 1 по IARC. В 18 веке уже было известно, что рак мошонки у трубочистов, карцинома трубочистов , связан с сажей.

Описание [ править ]

Бензо [ a ] пирен (B a P) представляет собой полициклический ароматический углеводород, содержащийся в каменноугольной смоле с формулой C 20 H 12 . Соединение представляет собой один из бензопиренов , образованный бензольным кольцом, конденсированным с пиреном , и является результатом неполного сгорания при температурах от 300 ° C (572 ° F) до 600 ° C (1112 ° F).

Источники [ править ]

Основным источником атмосферных выбросов B a P является сжигание древесины в жилых помещениях. [4] Он также содержится в каменноугольной смоле , в выхлопных газах автомобилей (особенно от дизельных двигателей ), во всем дыме, образующемся при сгорании органических материалов (включая сигаретный дым ), и в пище, приготовленной на углях . Исследование Национального института рака, проведенное в 2001 году, показало, что уровни B и P значительно выше в продуктах, хорошо прожаренных на гриле , особенно в стейках , курице с кожей и гамбургерах.: Было показано, что приготовленные мясные продукты содержат до 4 нг / г B a P, [5], до 5,5 нг / г в жареной курице [6] и 62,6 нг / г в переваренной говядине, приготовленной на углях. [7]

В Р выпускаются в сточных водах с помощью таких отраслей , как плавильные печи , в частности , железа и стали мельницы [8] и алюминиевых плавильных печи. [9]

История [ править ]

В 18 веке молодые британские трубочисты, которые забирались в дымоходы, страдали от карциномы трубочистов, рака мошонки, свойственного их профессии, и это было связано с воздействием сажи в 1775 году [10] в первой работе по профессиональному раку. эпидемиология, а также первая связь любой химической смеси с образованием рака. В 19 веке у рабочих топливной промышленности были отмечены частые случаи рака кожи . В 1933 году было определено , что B a P является соединением, ответственным за эти случаи, и его канцерогенность была продемонстрирована, когда опухоли кожи возникли у лабораторных животных, повторно окрашенных каменноугольной смолой. [11] B aС тех пор P был идентифицирован как основной канцероген в сигаретном дыме. [12]

Токсичность [ править ]

Бензо [ a ] пирен с указанием основного пиренового кольца и нумерации, а также местоположения слияния колец в соответствии с номенклатурой органической химии ИЮПАК .

Нервная система [ править ]

Известно, что пренатальное воздействие B a P на крыс влияет на обучение и память на моделях грызунов. Было показано, что беременные крысы, поедающие B a P, негативно влияют на функцию мозга в позднем возрасте их потомства. В то время, когда синапсы впервые формируются и регулируются по силе с помощью активности, B a P снижает активность нервных клеток, зависимую от рецептора NMDA, измеренную как экспрессию мРНК субъединицы рецептора NMDA NR2B. [13]

Иммунная система [ править ]

B a P влияет на количество лейкоцитов, препятствуя дифференцировке некоторых из них в макрофаги , первую линию защиты организма в борьбе с инфекциями. В 2016 году молекулярный механизм был раскрыт как нарушение целостности липидного растра мембраны макрофагов за счет снижения холестерина в мембране на 25%. Это означает, что меньше иммунорецепторов CD32 (член семейства иммунорецепторов Fc) могло связываться с IgG и превращать лейкоциты в макрофаги. Следовательно, мембраны макрофагов становятся восприимчивыми к бактериальным инфекциям. [14]

Репродуктивная система [ править ]

В экспериментах с самцами крыс было показано, что субхроническое воздействие вдыхаемого B a P в целом снижает функцию яичек и придатков яичка, снижая выработку половых стероидов / тестостерона и выработку спермы. [15]

Канцерогенность [ править ]

В метаболитах P являются мутагенными и высоко канцерогенными , и она указана как группа 1 канцероген по IARC . Химические вещества и родственные профессии, Том 10, Обзор канцерогенов человека, Монографии МАИР, Лион, Франция, 2009 [16]

В июне 2016 года B a P был добавлен в качестве бензо [ деф ] хризена в список веществ- кандидатов REACH, требующих очень высокой степени авторизации. [17]

Многочисленные исследования с 1970-х годов документально подтвердили связь между B и P и раком. [18] Было труднее связать рак с конкретными источниками B и P, особенно у людей, и трудно количественно оценить риски, связанные с различными методами воздействия (вдыхание или проглатывание). [19] Связь между дефицитом витамина A и эмфиземой у курильщиков была описана в 2005 году как следствие B a P, который вызывает дефицит витамина A у крыс. [20]

Исследование 1996 года предоставило молекулярные доказательства связи компонентов табачного дыма с раком легких . Было показано, что B a P вызывает генетическое повреждение клеток легких, идентичное повреждению, наблюдаемому в ДНК большинства злокачественных опухолей легких . [21]

Регулярное употребление вареного мяса было эпидемиологически связано с повышенным уровнем рака толстой кишки [22] (хотя это само по себе не доказывает канцерогенность ) [23]. Исследование NCI 2005 года показало, что повышенный риск развития колоректальных аденом был связан с потреблением B a P , и еще сильнее с потреблением B a P из всех продуктов. [24] Однако сами продукты не обязательно являются канцерогенными , даже если они содержат следовые количества канцерогенов, потому что желудочно-кишечный тракт защищает себя от карцином , непрерывно сбрасывая свой внешний слой. [ необходима цитата ]Кроме того, ферменты детоксикации, такие как цитохромы P450, обладают повышенной активностью в кишечнике для защиты от пищевых токсинов. Таким образом, в большинстве случаев небольшие количества B a P метаболизируются до попадания в кровь. [ необходима цитата ] Легкие не защищены ни одним из этих способов. [ необходима цитата ]

Ферменты детоксикации цитохром P450 1A1 (CYP1A1) и цитохром P450 1B1 (CYP1B1) являются одновременно защитными и необходимыми для токсичности бензо [ a ] пирена. Эксперименты с линиями мышей, сконструированными для удаления ( нокаута ) CYP1A1 и CYP1B1, показывают, что CYP1A1 в первую очередь защищает млекопитающих от низких доз B a P, и что при удалении этой защиты накапливаются большие концентрации B a P. Если CYP1B1 также не выбивается, токсичность возникает в результате биоактивации B a P до бензо [ a ] пирена -7,8-дигидродиол-9,10-эпоксида, предельно токсичного соединения.[25] [ нужен лучший источник ]

Взаимодействие с ДНК [ править ]

Метаболизм бензо [ а ] пирена с образованием канцерогенного бензо [ а ] пирен-7,8-дигидродиол-9,10-эпоксида.
ДНК аддукт (в центре) бензо [ ] пирен, главный мутаген в табачном дыме . [26]

Собственно говоря, B a P является проканцерогеном , что означает, что его механизм канцерогенеза зависит от его ферментативного метаболизма до эпоксида диола B a P. Он внедряется в ДНК , и электрофильный эпоксид подвергается атаке нуклеофильных оснований гуанина , образуя объемный аддукт гуанина.

Рентгеноструктурные исследования и исследования структуры ядерного магнитного резонанса показали, как это связывание искажает ДНК [27] , сбивая с толку двойную спиральную структуру ДНК. Это нарушает нормальный процесс копирования ДНК и вызывает мутации, что объясняет возникновение рака после воздействия. Этот механизм действия аналогичен афлатоксину, который связывается с позицией N7 гуанина. [28]

Есть признаки того, что эпоксид бензо [ a ] пирендиола специфически нацелен на защитный ген p53 . [29] Этот ген является фактором транскрипции, который регулирует клеточный цикл и, следовательно, действует как супрессор опухолей . Вызывая трансверсии G ( гуанин ) в T ( тимидин ) в горячих точках трансверсии внутри p53 , существует вероятность того, что эпоксид бензо [ a ] пирендиола инактивирует способность подавления опухоли в определенных клетках, что приводит к раку.

Бензо [ a ] пирен-7,8-дигидродиол-9,10-эпоксид является канцерогенным продуктом трех ферментативных реакций: [30]

  1. Бензо [ a ] пирен сначала окисляется цитохромом P450 1A1 с образованием различных продуктов, включая (+) бензо [ a ] пирен-7,8-эпоксид. [31]
  2. Этот продукт метаболизируется эпоксидгидролазой , раскрывая эпоксидное кольцо с образованием (-) бензо [ a ] пирен-7,8-дигидродиола.
  3. Конечный канцероген образуется после другой реакции с цитохромом P450 1A1 с образованием (+) бензо [ a ] пирен-7,8-дигидродиол-9,10-эпоксида. Именно этот эпоксид диола ковалентно связывается с ДНК.

B a P индуцирует цитохром P450 1A1 (CYP1A1) путем связывания с AHR ( рецептором арилуглеводородов ) в цитозоле. [32] После связывания трансформированный рецептор перемещается в ядро, где он димеризуется с ARNT ( ядерный транслокатор арилуглеводородного рецептора ), а затем связывает элементы ксенобиотического ответа (XRE) в ДНК, расположенные выше определенных генов. Этот процесс увеличивает транскрипцию определенных генов, особенно CYP1A1 , с последующим увеличением продукции белка CYP1A1. [32] Этот процесс похож на индукцию CYP1A1 некоторыми полихлорированными бифенилами и диоксинами.. По-видимому, активность CYP1A1 в слизистой оболочке кишечника предотвращает попадание большого количества проглоченного бензо [ a ] пирена в портальную кровь и в системный кровоток. [33] Экспрессия CYP1A1 в кишечнике, но не в печени, зависит от TOLL-подобного рецептора 2 ( TLR2 ) [34], который является эукариотическим рецептором для структур бактериальной поверхности, таких как липотейхоевая кислота .

Более того, было обнаружено , что B a P активирует транспозон LINE1 у человека. [35]

См. Также [ править ]

  • Бензопирен
  • Бензо [ е ] пирен
  • Пирен , аналог с четырьмя кольцами
  • Отравление

Ссылки [ править ]

  1. ^ Анри А. Фавр, Уоррен Х. Пауэлл (2013). Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные наименования 2013 . Королевское химическое общество . п. 232. ISBN. 978-0-85404-182-4.
  2. ^ Уильям М. Хейнс (2016). CRC Справочник по химии и физике (97-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press. С. 3–42. ISBN 978-1-4987-5429-3.
  3. ^ "бензо [ а ] пирен" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov .
  4. ^ Оценка выбросов бензо-альфа-пирена в районе Великих озер, стр. 23-24
    http://www.epa.gov/ttnchie1/conference/ei20/session10/asoehl_pres.pdf
  5. ^ Казеруни, N; Sinha, R; Hsu, CH; Гринберг, А; Ротман, Н. (2002). «Анализ 200 пищевых продуктов на бензо [ а ] пирен и оценка его потребления в эпидемиологическом исследовании». Пищевая и химическая токсикология . 40 (1): 423–36. DOI : 10.1016 / S0278-6915 (00) 00158-7 . PMID 11313108 . 
  6. ^ Ли, BM; Шим, Джорджия (август 2007 г.). «Оценка воздействия бензо [ а ] пирена с пищей и оценка риска рака». Журнал токсикологии и гигиены окружающей среды Часть A . 70 (15–16): 1391–4. DOI : 10.1080 / 15287390701434182 . PMID 17654259 . S2CID 21302834 .  
  7. ^ Aygün, SF; Кабадаи, Ф (декабрь 2005 г.). «Определение бензо [ а ] пирена в образцах мяса, приготовленных на углях, методом ВЭЖХ с детектированием флуоресценции». Int J Food Sci Nutr . 56 (8): 581–5. DOI : 10.1080 / 09637480500465436 . PMID 16638662 . S2CID 35095622 .  
  8. ^ Агентство по охране окружающей среды США (EPA), Вашингтон, округ Колумбия (2002). «Категория точечных источников производства чугуна и стали». Свод федеральных правил, 40 CFR Part 420 .
  9. ^ EPA (1984). «Категория точечных источников производства цветных металлов». Свод федеральных правил, 40 CFR Часть 421 .
  10. ^ Потт, Персивалл (1775). Хирургические наблюдения… . Лондон, Англия: Л. Хоуз, В. Кларк и Р. Коллинз. С. 63–68. С п. 67: «Заболевание у этих людей [например, трубочистов], кажется, происходит из-за скопления сажи в складках мошонки…»
  11. ^ Кук, JW; Hewett, CL; Хигер, И. (1933). «Выделение рака, вырабатывающего углеводороды, из каменноугольной смолы» . J. Chem. Soc . 1933 : 395–405. DOI : 10.1039 / jr9330000395 .
  12. Перейти ↑ Hecht, SS (1999). «Канцерогены табачного дыма и рак легких» . J Natl Cancer Inst . 91 (14): 1194–210. DOI : 10.1093 / JNCI / 91.14.1194 . PMID 10413421 . 
  13. ^ Маккалистер, ММ; Магуайр, М; Рамеш, А; Аймин, Q; Лю, S; Хошбуэй, H; Ашнер, М; Эбнер, Ф.Ф .; Капюшон, DB (2008). «Пренатальное воздействие бензо [ а ] пирена ухудшает более позднюю функцию корковых нейронов» . Нейротоксикология . 29 (5): 846–854. DOI : 10.1016 / j.neuro.2008.07.008 . PMC 2752856 . PMID 18761371 .  .
  14. ^ Clark RS, Pellom ST, Букер B, Рамеш A, T Чжан, Шанкер A, M Магуайр, Хуарес PD, Патрисия MJ, Лангстон MA, Lichtveld MY, Гуда DB (2016). «Подтверждение исследовательской траектории 1 структуры Exposome: воздействие бензо [ a ] пирена повышает восприимчивость к бактериальной инфекции» . Исследования окружающей среды . 146 : 173–84. DOI : 10.1016 / j.envres.2015.12.027 . PMC 5523512 . PMID 26765097 .  
  15. ^ Рамеш А1, Иньян Ф; Lunstra, DD; Ниаз, МС; Копсомбут, П; Джонс, км; Вытяжка, ДБ; Hills, ER; Арчибонг, AE (август 2008 г.). «Изменение конечных точек фертильности у взрослых самцов крыс F-344 при субхроническом воздействии вдыхаемого бензо (а) пирена» . Exp Toxicol Pathol . 60 (4–5): 269–80. DOI : 10.1016 / j.etp.2008.02.010 . PMC 3526104 . PMID 18499416 .  
  16. ^ Обзор человеческих канцерогенов - часть F: химические вещества и родственные профессии
  17. ^ Европейское химическое агентство. «ED / 21/2016» . ECHA . Проверено 21 июня +2016 .
  18. ^ Kleiböhmer, W. (2001). «Метаболиты полициклических ароматических углеводородов (ПАУ)» . Анализ окружающей среды (Том 3 Справочника по аналитическому разделению) . Эльзевир . С. 99–122. ISBN 978-0-08-050576-3.
  19. ^ Армстронг, B .; Hutchinson, E .; Unwin, J .; Флетчер, Т. (2004). «Риск рака легких после воздействия полициклических ароматических углеводородов: обзор и метаанализ» . Перспективы гигиены окружающей среды . 112 (9): 970–978. DOI : 10.1289 / ehp.6895 . PMC 1247189 . PMID 15198916 .  
  20. ^ «Бензопирен и дефицит витамина А» . Исследователь связывает сигареты, витамин А и эмфизему . Проверено 5 марта 2005 года .
  21. ^ Денисенко М.Ф., Пао А, Тан М, Пфейфер Г.П. Предпочтительное образованиеаддуктовбензо [ a ] пирена в горячих точках мутации рака легких в P53. Наука. 1996 18 октября; 274 (5286): 430-2.
  22. ^ Ле Маршан, L; Ханкин, JH; Пирс, Л. М.; и другие. (Сентябрь 2002 г.). «Хорошо прожаренное красное мясо, метаболические фенотипы и колоректальный рак на Гавайях». Мутат. Res . 506–507: 205–14. DOI : 10.1016 / s0027-5107 (02) 00167-7 . PMID 12351160 . 
  23. ^ Трасуэлл, AS (март 2002). «Мясо и рак толстой кишки» . Европейский журнал клинического питания . 56 (Дополнение 1): S19–24. DOI : 10.1038 / sj.ejcn.1601349 . PMID 11965518 . 
  24. ^ Синха R, Kulldorff М, Гюнтер МДж, Стрикленд Р, Ротмэн Н. Диетические бензо [а] пирена Впускной и риск колоректального Аденома Рак Epidemiol Биомаркеры Пред, август 2005 г. 14; 2030; DOI: 10.1158 / 1055-9965.EPI-04-0854
  25. ^ Данные, представленные Дэниелом В. Небертом на исследовательских семинарах 2007 г.
  26. ^ Создано из PDB 1JDG
  27. ^ Volk DE, Thiviyanathan V, Rice JS, Luxon BA, Shah JH, Yagi H, Sayer JM, Yeh HJ, Jerina DM, Gorenstein DG. Структура раствора цис-открытого (10R) -N6-дезоксиаденозинового аддукта (9S, 10R) -9,10-эпокси-7,8,9,10-тетрагидробензо [ a ] пирена в дуплексе ДНК. Биохимия. 18 февраля 2003 г .; 42 (6): 1410-20.
  28. ^ Итон Д.Л., Галлахер ЕР. Механизмы канцерогенеза афлатоксинов. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 1994; 34: 135-72.
  29. ^ Пфейфер Г.П., Денисенко М.Ф., Оливье М., Третьякова Н., Хехт С.С., Эно П. Канцерогены табачного дыма, повреждение ДНК и мутации p53 при раковых заболеваниях, связанных с курением. Онкоген. 2002 21 октября; 21 (48): 7435-51.
  30. ^ Цзян, Хао; Gelhaus, Stacy L .; Мангал, Дипти; Харви, Рональд Дж .; Блэр, Ян А .; Пеннинг, Тревор М. (2007). «Метаболизм бензо [ а ] пирена в человеческих бронхоальвеолярных клетках H358 с использованием жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии» . Chem. Res. Toxicol . 20 (9): 1331–1341. DOI : 10.1021 / tx700107z . PMC 2423818 . PMID 17702526 .  
  31. ^ Шоу, М; Gonzalez, FJ; Гельбоин, HV (декабрь 1996 г.). «Стереоселективное эпоксидирование и гидратация в K-области полициклических ароматических углеводородов с помощью кДНК-экспрессированных цитохромов P450 1A1, 1A2 и эпоксидгидролазы». Биохимия . 35 (49): 15807–13. DOI : 10.1021 / bi962042z . PMID 8961944 . 
  32. ^ a b Whitlock, JP Jr. (апрель 1999 г.). «Индукция цитохрома P4501A1». Ежегодный обзор фармакологии и токсикологии . 39 : 103–125. DOI : 10.1146 / annurev.pharmtox.39.1.103 . PMID 10331078 . 
  33. ^ Uno, S .; Dragin, N; Миллер, ML; Дальтон, Т.П .; и другие. (2008). «Базальный и индуцибельный количественный анализ мРНК CYP1 и локализация белка в желудочно-кишечном тракте мышей» . Free Radic Biol Med . 44 (4): 570–83. DOI : 10.1016 / j.freeradbiomed.2007.10.044 . PMC 2754765 . PMID 17997381 .  
  34. ^ До, кн; Финк, LN; Jensen, TE; Готье, L; Парлесак, А (2012). «TLR2 контролирует детоксикацию кишечных канцерогенов с помощью CYP1A1» . PLOS ONE . 7 (3): e32309. DOI : 10.1371 / journal.pone.0032309 . PMC 3307708 . PMID 22442665 .  
  35. ^ Стрибинскис, Вилюс; Рамос, Кеннет С. (2006). «Активация ретротранспозиции длинно рассеянного ядерного элемента 1 человека бензо (а) пиреном, повсеместным канцерогеном в окружающей среде» . Cancer Res . 66 (5): 2616–20. DOI : 10.1158 / 0008-5472.CAN-05-3478 . PMID 16510580 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Международная карта химической безопасности 0104
  • Национальный реестр загрязнителей - Информационный бюллетень о полициклических ароматических углеводородах
  • «Рак легких как следствие бензопирена у курильщиков» . Рак легких . Архивировано из оригинального 14 апреля 2005 года . Проверено 5 марта 2005 года .
  • «Уровни бензопирена в подгоревших тостах» . Guardian Unlimited, Специальные отчеты: близкие встречи . Проверено 5 марта 2005 года .
  • Карле, Иллинойс (2004). «Кристаллическая и молекулярная структура аддукта бензо [ a ] пирен-7,8-диол-9,10-эпоксида N2-дезоксигуанозина: Абсолютная конфигурация и конформация» . Труды Национальной академии наук . 101 (6): 1433–8. DOI : 10.1073 / pnas.0307305101 . PMC  341736 . PMID  14757823 . Проверено 3 января 2006 года .